안녕하세요 교수님 

교수님이 쓰신 구조 동역학 교재로 많은 도움을 받고 있습니다. 좋은 교재를 만들어 주셔서 감사합니다.

다름이 아니라 하중 조합과 관련하여 궁금한게 있어 이렇게 글을 씁니다.

ASME 같은 압력 용기를 다루는 코드에서는 개별 하중(P,D,E,W등등)을 적용하고, 각각의 하중에 대한 해석을 수행(ANSYS)하는데, 각각의 해석 결과를 조합하여 응력 결과를 평가합니다.

P+Ps+D 
P+Ps+D+L

이때 조합된 결과의 응력을 그대로 가져다 쓰는게 아니라 응력선형화를 통해 굽힘응력, 막응력, 피크응력등으로 분류하고, 해당 성분의 평가 기준의 만족 여부를 평가하는 방식입니다.

문제는 지진하중에 대해 응답스펙트럼 해석을 수행하게 되면 SRSS로 조합된 각 절점의 최대값이 산출되므로 부호가 사라져서 해석 결과의 조합이 불가능합니다.

일반적으로 건축쪽에서 접근하는 방식과 구조물 해석 방식의 차이로 인해 발생하는 문제 인건지 모르겠으나, 지진하중도 조합해서 평가를 하는게 맞은 듯한데 시간 이력으로 해석 하는 수밖에는 없는 건지 아니면 제가 모르는 방법이 있는 건지 궁금합니다.

문의에 감사를 드립니다.

지진하중에 대한 응답스펙트럼 해석결과를 일반 하중에 대한 해석결과를 조합하는 것에 대한 질문입니다.

문의하신 바와 같이 응답스펙트럼 해석결과는 부호가 없는 크기만을 갖습니다. 따라서 응답스펙트럼 해석결과를 그대로 이용하면 최종 조합된 응력의 응력 선형화(stress linearization)를 하기 어렵습니다.

따라서 응답스펙트럼 해석결과를 직접 사용하지 않고, 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

(1) 등가정적해석법

응답스펙트럼 해석으로 구한 구조물의 (가속도) 응답에 질량을 곱하여 관성력을 구한 후, 등가정적하중(E)으로 환산하여, 다음과 같이 기존 하중조합에 추가합니다. ANSYS와 Abaqus에는 응답스펙트럼 해석결과를 등가정적하중으로 변환하는 기능을 갖고 있습니다.

P + Ps + D ± E

(2) 시간이력해석법

응답스펙트럼을 시간이력 지점운동으로 변환하여 시간이력을 수행할 수 있습니다. 다음과 같이 기존 하중조합에 추가합니다.